第4章 钢铁中的合金元素.pdf

第四章钢铁中的合金元素 碳钢的优点： 1、价格低、容易冶炼 2、加工工艺性好 3、改善性能（C% 、热处理） 第四章钢铁中的合金元素 碳钢的不足： 1.综合机械性能差 虽然碳素钢的强度、硬度随着含碳量的增加而提高，但塑 性、韧性却随之下降，不能在同一成分中得到配合完善的 综合机械性能。 强度级别低、屈强比低 屈强比：σ/σ 碳钢 0.5-0.6 ；合金钢0.8-0.9，限制了碳钢的 s b 使用范围，例如：航空、航天等。 第四章钢铁中的合金元素 碳钢的不足： 2.淬透性差 碳钢不能用于制作大截面尺寸的重要零件。淬火时，急冷 易变形、开裂；缓冷，又淬不上火或淬透层很浅。 例如：Φ30mm拉杆，调质状态使用。选45钢，心部不能得 到S回，要选用40Cr钢。汽车、拖拉机发动机的连杆螺栓 几 种 钢 的 淬 透 性 比较 钢号 Do (mm) Do (mm) 水 油 45 Φ18 Φ8 40Cr Φ32 Φ20 40CrNiMo Φ87 Φ66 第四章钢铁中的合金元素 碳钢的不足： 3. 回火稳定性差，耐热性差 碳钢制作的刀具，刀刃处工作 温度＜200℃，高速钢刀具 600℃，硬质合金刀具达到 1000℃。 高速钢的出现，带来高速切 削的诞生，给机械加工行业带 三种钢耐热性比较. 来了革命性的变化 碳钢不适宜制作高温工作的零 件。 第四章钢铁中的合金元素 碳钢的不足： 4. 不耐低温 碳钢在韧脆转换温度以下变脆 碳钢的冷脆性转变温度较高，-20 ~ -30℃， 5.不耐腐蚀 碳钢在大多数介质中的耐腐蚀性很差，尤 其对酸几乎没有任何抵御能力。 珠光体：大量的腐蚀电池 正是碳钢的不足，促进了合金钢的发展 合金钢的发展，促进了工业技术的进步 长 江 上 的 三 座 桥 南京大桥 60年代 武汉大桥 50年代 九江大桥90年代 16Mn 碳素结构钢 15MnVN 较碳钢节约20％ 强度低 较16Mn节约20 ％ 主跨160米 主跨128米 主跨216米 2012/6/7 6 第四章钢铁中的合金元素 武汉长江大桥 第四章钢铁中的合金元素 南京长江大桥 第四章钢铁中的合金元素 九江长江大桥 第四章钢铁中的合金元素  合金元素的定义：在碳钢中有意地加入一种或几种合金 元素,使钢的使用性能或工艺性能得以改善提高。  《物理化学》二元相图的知识，由于元素与元素的相互 作用，改变了体系中各相的稳定性，并产生了许多新的 相；  以Fe-C二元相图为例，铁中由于加入了C元素，产生了 新相，形成了不同的组织，从而钢铁材料也具有一系列 不同的性能； 第四章钢铁中的合金元素  常见的合金元素 目前钢铁中常用的合金元素有十几个，分属于元素周期表 中的不同周期： 第二周期：B、C、N 第三